一种用于超高速水流的拦漂浮体制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于超高速水流的拦漂浮体，属于拦漂技术领域，包括浮体、前倾船首、挂栅和配重部；所述前倾船首设在浮体的前端；所述浮体的后端设有配重部；所述前倾船首的后端底部设有挂栅；所述前倾船首的前端顶部设有固定主绳的前固定部；所述浮体的顶部设有固定副绳的后固定部。本实用新型专利技术的一种用于超高速水流的拦漂浮体，能够解决超高速水流工况下水上漂浮物拦截困难以及拦漂浮体易倾翻等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超高速水流的拦漂浮体
本技术属于拦漂
，具体地说涉及一种用于超高速水流的拦漂浮体。
技术介绍
拦漂浮体主要由浮体通过钢丝绳或者销轴连接而成，拦漂浮体能适应多大的水流速度，主要取决于拦漂浮体的结构形式，其传统拦漂浮体的拦漂浮体一般为筒状或箱形，见附图4。其浮体迎水面阻力大，浮体上下游水位差大，所以传统的拦漂浮体只能适用于1-3m/s水流速度水上漂浮物的拦截，在超高速水流水流速度＞4m/s工况下使用传统拦漂浮体容易导致拦漂浮体的浮体倾翻而失去拦截功能，更严重的是传统拦漂浮体无法适应超高速水流引发的拦漂排振动工况，拦漂浮体极易损坏并造成重大事故。为适应超高速水流下拦截漂浮物的需要，因此急需一种能够在超高速水流下仍能拦截漂浮物的拦漂浮体，特别是在水电站等区域，有效保护发电机组的发电安全，避免发电机组损坏对经济建设和用电安全的冲击。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述不足之处提供一种用于超高速水流的拦漂浮体，以解决超高速水流工况下水上漂浮物拦截困难以及拦漂浮体易倾翻等问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种用于超高速水流的拦漂浮体，包括浮体1、前倾船首2、挂栅3和配重部4；所述前倾船首2设在浮体1的前端；所述浮体1的后端设有配重部4；所述前倾船首2的后端底部设有挂栅3；所述前倾船首2的前端顶部设有固定主绳5的前固定部6；所述浮体1的顶部设有固定副绳7的后固定部8。由上述结构可知，所述前倾船首2设在浮体1的前端，所以超高速水流冲击在前倾船首2上，由于前倾船首2的前端顶部通过前固定部6固定在主绳5上，所以前倾船首2受到较大冲击时，就会带动浮体1以主绳5为旋转中心向上游翻转；由于浮体1的后端设有配重部4，所以拦漂浮体重心距离主绳5的的力臂达到最大，所产生的重力力矩能够抵挡水流的冲力所产生的翻转力矩；另外，由于前倾船首1的顶部远高于浮体2的顶部，且前倾船首迎水面与水面呈小于90度的夹角，当前倾船首迎水面受到水流作用力时，水流会对前倾船首的迎水面产生一个向上的作用力，可使拦漂浮体端部上扬，避免在超高速水流下前倾船首被淹没，引发拦漂装置振动过大造成严重事故。前倾船首2的后端底部设有挂栅3，由于浮体1和前倾船首2在重力力矩下，整体不会完全脱离水面，所以挂栅3角度改变不会很大，依然能够起到有效拦漂的作用。浮体1的顶部通过后固定部8固定副绳7，副绳7也起到了防止浮体1和前倾船首2过度翻转的效果。本技术解决了高水流速度工况下水上漂浮物拦截困难的问题；解决了高水流速度工况下拦漂浮体易倾翻、易损坏而使拦漂浮体失去拦截功能、有可能造成不可预见的事故发生的问题。拦漂浮体抗倾翻原理：1.在低水流速度下预置工作状态浮体的平衡分析：对悬挂主绳5中心O点建立力矩平衡方程(以保持浮箱不翻转的力矩为正)，G*LGS-F*LFS-PS*hS＝0，此时水流对浮体的冲击力PS较小，水冲击力倾翻力矩PS*hS总体不大，重力平衡力矩G*LGS能与倾翻力矩F*LFS及PS*hS相平衡，能保持预置工作状态平稳工作。2.在超高流速度下工作状态浮体的平衡分析：对悬挂主绳5中心O点建立力矩平衡方程：G*LGf-F*LFf-Pf*hf＝0，在高流速下，稳定力G没变，稳定力臂LGf约有加大，稳定力矩约有加大；第一倾翻力-水对浮体的冲击力Pf加大了，但其倾翻力臂hf比hS大大减小，当浮体倾转到某一角度，倾翻力矩hf会很小，接近为零，也就是水冲击力对浮体的倾翻力矩最终会变得很小；第二倾翻力-水的浮力始终保持不变，其力臂LFf却会有较大的减小，也就是浮力倾翻力矩会大为减小；而稳定力浮体自重G始终保持不变，其力臂LGf会约有加大，即重力平衡力矩约有加大，而重力与浮力是相等的，因此重力平衡力矩G*LGf完全能平衡水冲击倾翻力矩Pf*hf及浮力倾翻力矩LFf，使浮体永不翻转。进一步的，所述前固定部6和后固定部8数量均为两个，且两个前固定部6之间的主绳5和两个后固定部8之间的副绳7均垂直从前往后流动的水流方向。由上述结构可知，两个前固定部6之间的主绳5和两个后固定部8之间的副绳7平行，且均垂直从前往后流动的水流方向，所以浮体1和前倾船首2就无法左右摆动，当多个拦漂浮体串在一起时不会相互撞击，保证装置的完好。进一步的，所述主绳5和副绳7两端均连接在铰座9上；所述铰座9连接在岸边的固定墩10上。由上述结构可知，主绳5和副绳7通过铰座9可以调整松紧和相应位置；拦漂浮体所产生的力最终由固定墩10分担。进一步的，所述浮体1从前往后延伸；所述前倾船首2从后下方往前上方延伸。由上述结构可知，浮体1从前往后延伸，确保了重力力臂足够大；前倾船首2从后下方往前上方延伸，确保前倾船首2正面抗击水流。在静水工况下，由于前倾船首2迎水面的干舷高度远大于浮体高度，且前倾船首2的迎水面与水面呈小于90度的夹角，当前倾船首2的迎水面受到水流作用力时，水流会对浮体端部的迎水面产生一个向上的作用力，可使拦漂浮体端部上扬，避免在超高流速下水流淹没端部引发拦漂浮体振动过大造成严重事故。进一步的，所述浮体1、前倾船首2、挂栅3和配重部4作为整体的重心在浮体1上。由上述结构可知，重心在浮体1上，确保重力力臂足够大，防止浮体1和前倾船首2过度翻转。进一步的，所述挂栅3竖直向下布置。由上述结构可知，在超高流速度下工作状态时，挂栅3竖直向下布置，挂栅3起到拦漂的作用。进一步的，所述浮体1和前倾船首2整体俯视为品字状。由上述结构可知，品字状即前倾船首2全面迎击水流，浮体1加长力臂。图1中本拦漂浮体产生的重力力矩为G*LGS远大于图4中的G1*L2+F浮*L1，所以本拦漂浮体在超高速水流下不倾覆。本拦漂浮体其抗倾覆能力远远大于传统单浮箱带挂栅式结构。进一步的，所述前倾船首2的左右宽度大于浮体1；所述浮体1的前后长度大于前倾船首2。由上述结构可知，前倾船首2的左右宽度大于浮体1，前倾船首2的后端底部设有挂栅3，确保挂栅3长度足够长，拦截更全面。浮体1的前后长度大于前倾船首2，确保重力力臂足够长。进一步的，所述前倾船首2可浮在水面。由上述结构可知，前倾船首2本身也为浮体。进一步的，所述浮体1和前倾船首2的内部为空心；所述浮体1和前倾船首2的顶部均设有可打开的盖子11。由上述结构可知，盖子11可打开，往浮体1和前倾船首2内增加沙子可改变浮体1和前倾船首2的重力大小和分布，更好的适应水流工况。本技术的有益效果是：本技术公开了一种用于超高速水流的拦漂浮体，包括浮体、前倾船首、挂栅和配重部；所述前倾船首设在浮体的前端；所述浮体的后端设有配重部；所述前倾船首的后端底部设有挂栅；所述前倾船首的前端顶部设有固定主绳的前固定部；所述浮体的顶部设有固定副绳的后固定部。本技术的一种用于超高速水流的拦漂浮体，能够解决超高速水流工况下水上漂浮物拦截困难以及拦漂浮体易倾翻等问题。附图说明图1是本技术在低水流速度下预置工作状态示意图；图2是本技术在超高流速度下工作状态示意图；图3是图1俯视结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于超高速水流的拦漂浮体，其特征在于：包括浮体(1)、前倾船首(2)、挂栅(3)和配重部(4)；所述前倾船首(2)设在浮体(1)的前端；所述浮体(1)的后端设有配重部(4)；所述前倾船首(2)的后端底部设有挂栅(3)；所述前倾船首(2)的前端顶部设有固定主绳(5)的前固定部(6)；所述浮体(1)的顶部设有固定副绳(7)的后固定部(8)。/n

【技术特征摘要】
20200902 CN 20202188137271.一种用于超高速水流的拦漂浮体，其特征在于：包括浮体(1)、前倾船首(2)、挂栅(3)和配重部(4)；所述前倾船首(2)设在浮体(1)的前端；所述浮体(1)的后端设有配重部(4)；所述前倾船首(2)的后端底部设有挂栅(3)；所述前倾船首(2)的前端顶部设有固定主绳(5)的前固定部(6)；所述浮体(1)的顶部设有固定副绳(7)的后固定部(8)。


2.根据权利要求1所述的一种用于超高速水流的拦漂浮体，其特征在于：所述前固定部(6)和后固定部(8)数量均为两个，且两个前固定部(6)之间的主绳(5)和两个后固定部(8)之间的副绳(7)均垂直从前往后流动的水流方向。


3.根据权利要求2所述的一种用于超高速水流的拦漂浮体，其特征在于：所述主绳(5)和副绳(7)两端均连接在铰座(9)上；所述铰座(9)连接在岸边的固定墩(10)上。


4.根据权利要求1所述的一种用于超高速水流的拦漂浮体，其特征在于：所述浮体(1)从前...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪盛荣，邓仕路，张惠明，
申请(专利权)人：四川东方水利智能装备工程股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51